1. 可再生能源制氢系统技术-经济可行性研究

光伏、风电等可再生能源电力具有间歇性和波动性，清洁高效的储能技术是缓解供需不匹配的重要手段，锂电池储电、熔盐储热等技术可以很大程度的消纳不稳定电力，但仍然无法满足跨季节消纳的需求。利用可再生能源制备氢气不仅可以产生绿氢满足氢能需求，而且可以实现电力系统跨季节的削峰填谷。构建风光储氢混合系统模型，探索储能及调峰调控策略，分析系统技术-经济可行性，促进未来高比例可再生能源系统应用。

风光储氢混合系统示意图

2.电化学及热储能技术

随着高新能源占比的新型电力系统的加速构建，电网储能需求迅速增加，以锂电池为代表的电化学储能技术发展迅速。荷电状态（SOC）计算作为电池管理系统的核心参数，对于提高电池的安全性和经济性至关重要。针对储能电站的应用场景和工况特点，以高精度SOC计算为目标，建立以安时积分为基础并结合开路电压法、电池充放电效率、扩展卡尔曼滤波算法等修正方式的锂电池SOC高精度计算方法。

基于扩展卡尔曼滤波算法的锂电池SOC计算模型

配备储热装置的超临界CO2循环塔式太阳能热发电在接近700℃的高温下，有希望实现发电成本5.9美分一度电的目标，成为今后光热发电的主要发展方向。目前常用的硝酸盐、氯化盐、碳酸盐等的工作温度、储热特性、使用成本并不适合高温工况下的实际工程应用。低成本、高性能、能够满足高温储热需求、实现大规模工程应用的混合熔盐的筛选、制备和储热性能分析有待进一步研究。

高温工况下熔盐储热性能模拟

配备储热装置的超临界CO2循环塔式太阳能热发电站将波动性的太阳能转换为灵活可调的电能，不仅有利于自身高效稳定运行，还可有效辅助光伏和风力电站的间歇性输出电力平稳并网，因而有望在未来清洁低碳的能源系统中可作为高效、稳定的基荷电站，更有望成为灵活调峰电站。虽然该电站背靠清洁的太阳能，但全生命周期内并不是零排放的过程，因此对电站进行生命周期评价可分析其环境影响，比较其在基荷电站与调峰电站两种运行模式下的差异，并为环境性能提升提出建议。

基荷电站与调峰电站全生命周期GHG排放结果

在燃煤电站中集成储热装置是一种提高运行灵活性的高效、经济的方案，近年来引发了广泛的关注。熔盐具有热容量大、工作温度范围宽和成本低等优势，是理想的储热介质，其常见用途已经从太阳能热发电逐渐拓展至火力发电厂。现有的大多数研究是基于稳态模型开展，尚未能揭示在燃煤电站负荷变化过程中的动态特性，包括集成电厂的调峰深度、斜坡速率等指标。因此，亟待开发一个集成了燃煤电站和熔盐储热装置的系统级动态模型，并基于此研究快速调峰过程中集成电厂的综合动态性能。

基于MODELICA语言建立耦合储热装置的典型660MW机组的一维动态模型

3.地质储氢技术

风、光等可再生能源的间歇性、波动性、随机性等特点可能导致电力需求和供应之间的严重不平衡，需要选择合适储能方案来保证电网的稳定。氢能是一种低碳清洁、能量密度高的二次能源，以氢为载体的化学能储能具有绿色性、长期稳定性和较大的储能容量。将剩余电能转化为氢能储存是平衡这种能量缺口的有效途径之一，地下储氢可实现氢能高安全、大规模、低成本、跨季节储存。普遍认为适宜实施地下储氢的场所包括枯竭油气藏、含水层、盐穴和矿洞，然而氢气在地下空间储存过程中伴随复杂的渗流场、地化微生物反应场、应力场和温度场耦合作用，地下储氢机理、注采工艺优化方法、系统的能量利用效率提高方法等仍有待进一步研究。

地下储氢示意图